Question

【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律．实验装置示意图如图1所示：

(1)实验步骤：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．

B．用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读出l=_____mm．

C．由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=______cm．

D．将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2．

E．从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2．

F．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：

①在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=____（重力加速度为g）,系统动能的增加量=_____________

②在实验误差允许的范围内，如果△Ep=ΔEk则可认为验证了机械能守恒定律．

Answer 1

【答案】 9.30 60.00 mgs

【解析】

(1)该游标卡尺的精确度为0.05mm，主尺读数为：9mm，副尺读数为：6×0.05mm=0.30mm，故遮光条宽度l=9.30mm；两光电门中心之间的距离s=80.30cm-20.30cm=60.00cm；

(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少：△EP=mgs；由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度．,;通过光电门1，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为,通过光电门2，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为；故动能增加量为：.